容积旋转调强治疗(VMAT)作为成熟的放射治疗技术得到了广泛应用^[1-2]，由于VMAT技术涉及参数众多，对于不同部位﹑大小﹑数量﹑形状的肿瘤靶区，出现了各种不同技巧的使用方法。鉴于加速器机头多叶光栅(MLC)的设备限制，以及靶区个体化差异的原因，在治疗计划设计过程中也会受到一些局限，要得到比固定野调强放疗(IMRT)计划剂量分布更好的计划，需要对VMAT某些参数进行适当调整。本研究通过对铅门进行适当设置，在制定口咽癌治疗计划时采用半铅门容积旋转调强(H-VMAT)，与全铅门容积旋转调强(W-VMAT)、IMRT计划进行剂量学比较研究。

1.材料：选取2017年2月至10月在四川省肿瘤医院放疗中心进行放疗的10名口咽癌患者，所有靶区﹑危及器官经由同一名肿瘤学医师按照口咽癌勾画指南^[3]勾画。靶区包括淋巴结引流区(PCTVln)、阳性淋巴结(PGTVln)、原发肿瘤(PGTV)、高危亚临床病灶(PCTV1)和低危亚临床病灶(PCTV2)，分别给予处方剂量54﹑70﹑70﹑66和60 Gy，33次。将病例CT图像传至美国Varian Eclipse 11.0治疗系统(TPS)并制定放疗计划。TPS选择美国Varian NovalisTX加速器，中间的32对MLC宽度为2.5 mm，两边28对为5 mm，头脚方向最大开野22 cm。

2.方法：在TPS中对每一例患者CT图像设计3种调强计划，分别为H-VMAT、W-VMAT、IMRT。两种VMAT计划均采用两个全弧(179°~181°)，IMRT计划为7野均分：207°、258°、309°、0°、51°、102°、153°。在VMAT设计过程中，根据靶区大小，形状等特点对铅门进行适当调整，设置完毕后铅门不随多叶光栅变动。半铅门是将x轴(MLC运动方向)方向铅门一侧调至PCTVln中间区域，铅门打开范围包括靶区一半体积。全铅门是按照旋转调强中加速器铅门能够打开的最大范围进行设置，NovalisTX加速器x方向最大不能超过20 cm，刚好能完全覆盖所有靶区。3种计划的目标优化函数条件保持一致，以观察射野方式对治疗计划剂量的影响。为达到临床需求，腮腺、口腔、喉、下颌骨、脊髓、脑干、颈部正常组织在计划系统中的剂量限值为V₂₃=23%、V₂₅=25%、V₂₅=25%、V₃₅=35%、D_max=38 Gy、D_max=45 Gy、V₃₅=10%。评估靶区的参数包括D_mean、D_max、D₂、D₉₈、D₅₀、均匀性指数HI=(D₂-D₉₈)/D₅₀、适形度指数CI=V_{T, ref}/V_T^[4]，D_x为x%的靶区体积受到的剂量，V_{T, ref}为达到处方剂量的靶区体积，V_T为靶区体积。同时评估脑干﹑脊髓的D_max﹑D_{1 cc}，其他危及器官的平均剂量D_mean，位于淋巴结引流区中间部位的正常组织D_mean等其他剂量学参数。

3.统计学处理：数据分析使用SPSS 19.0软件，采用一般线性模型的方差分析方法，数据符合正态分布，用x±s表示。P < 0.05为差异具有统计学意义。

1.靶区统计结果：3种治疗计划均满足临床治疗要求，口咽癌5个靶区，剂量参数较多，表 1数据说明几个靶区的D_mean、D_max、D₂、D₉₈等参数统计结果比较差异无统计学意义(P>0.05)；所有靶区的HI、CI，除了PCTV2的CI无统计学意义(P>0.05)，其他靶区的HI、CI均有统计学意义(P < 0.05)，H-VMAT靶区均匀性均优于W-VMAT、IMRT计划，全铅门和固定野调强对PGTVln产生的剂量均匀性相同，而H-VMAT对此靶区HI得到的数值低21.6%。靶区适形度方面，H-VMAT略优于W-VMAT，同时两种VMAT技术明显优于IMRT，特别对于体积最大的靶区PCTVln，半铅门技术对此靶区分开照射更利于MLC适形，分别提高了4.7%和5.1%(F=5.388, P < 0.05)。且PCTV2、PCTVln两个靶区的DVH图比较，H-VMAT计划的靶区更加陡直，冷热点相对较少，剂量均匀性更好。

表 1(Table 1)

表 1 靶区的剂量学参数(x±s) Table 1 Dosimetric parameters for targets(x±s) 参数 H-VMAT W-VMA IMRT F值 P值 PGTV   D2 (Gy) 72.58±0.98 73.26±1.59 73.31±1.36 3.413 0.085   D98(Gy) 69.68±0.20 69.54±0.45 69.53±0.26 1.845 0.219   D50(Gy) 71.41±0.39 71.76±4.02 71.48±0.46 1.230 0.342   VT(cm3) 41.91±39.54 41.91±39.54 41.91±39.54 — —   VT, ref(cm3) 41.67±39.47 41.58±39.48 41.52±39.58 — —   HI 0.04±0.01 0.05±0.02 0.05±0.02 3.959 0.048   CI 0.96±0.01 0.95±0.00 0.95±0.00 6.594 0.012 PCTV1   D2 (Gy) 71.62±0.83 72.39±1.84 72.64±2.24 1.156 0.362   D98(Gy) 65.56±0.11 65.59±0.23 65.33±0.51 1.114 0.374   D50(Gy) 68.70±0.46 69.02±1.01 69.00±1.10 6.078 0.025   VT(cm3) 35.71±13.19 35.71±13.19 35.71±13.19 — —   VT, ref(cm3) 31.45±11.57 31.51±11.44 30.95±11.51 — —   HI 0.09±0.01 0.10±0.02 0.11±0.02 6.764 0.011   CI 0.95±0.02 0.95±0.02 0.93±0.04 4.138 0.049   PCTV2   D2 (Gy) 69.32±1.61 70.69±2.82 70.40±2.84 3.903 0.066   D98(Gy) 59.15±0.16 59.03±0.42 58.41±0.96 3.525 0.080   D50(Gy) 64.04±0.85 64.93±1.59 64.21±1.38 4.071 0.060   VT(cm3) 59.72±28.80 59.72±28.80 59.72±28.80 — —   VT, ref(cm3) 47.96±16.79 46.71±17.21 46.97±17.67 — —   HI 0.16±0.02 0.18±0.04 0.19±0.04 10.581 0.002   CI 0.95±0.01 0.92±0.00 0.92±0.04 0.842 0.455 PGTVln   D2 (Gy) 72.79±0.41 73.36±1.06 73.33±1.42 1.283 0.329   D98(Gy) 69.40±0.34 69.01±0.63 68.97±0.61 4.039 0.061   D50(Gy) 71.55±0.18 71.83±0.74 71.62±0.91 0.525 0.611   VT(cm3) 21.20±25.82 21.20±25.82 21.20±25.82 — —   VT, ref(cm3) 21.05±24.92 20.37±23.52 18.48±19.90 — —   HI 0.05±0.01 0.06±0.02 0.06±0.02 6.770 0.011   CI 0.95±0.02 0.95±0.02 0.93±0.04 4.031 0.046 PCTVln   D2 (Gy) 67.73±3.23 69.17±2.90 68.58±3.48 5.846 0.027   D98(Gy) 53.46±0.18 51.99±0.91 52.39±0.81 5.905 0.027   D50(Gy) 56.95±0.96 57.60±0.91 57.37±1.31 2.983 0.108   VT(cm3) 273.31±53.35 273.31±53.35 273.31±53.35 — —   VT, ref(cm3) 271.18±48.31 257.70±47.26 258.79±55.25 — —   HI 0.25±0.05 0.30±0.06 0.28±0.06 13.040 0.001   CI 0.96±0.02 0.91±0.03 0.91±0.05 5.388 0.026 注：每种计划均为10例患者；“—”表示未做统计学计算；H-VMAT.半铅门旋转调强技术；W-VMAT.全铅门旋转调强技术；IMRT.调强放疗技术；PCTVln.靶区包括淋巴结引流区；PGTVln.阳性淋巴结；PGTV.原发肿瘤；PCTV1.高危亚临床病灶；PCTV2.低危亚临床病灶；HI.均匀性指数；CI.适形度指数

表 1 靶区的剂量学参数(x±s) Table 1 Dosimetric parameters for targets(x±s)

2.危及器官：表 2列出了脑干、脊髓、口腔、喉，以及颈部正常组织的剂量学参数。H-VMAT计划中的脑干D_max略高于W-VMAT，而低于IMRT；相比W-VMAT、IMRT，脊髓D_max在H-VMAT中降低了6.3%、10.6%，D_{1 cc}降低了6.2%、5.8%。口腔、喉是头颈部肿瘤照射过程中需要保护的重要器官，有规律的是H-VMAT可以明显降低其平均剂量D_mean，但喉的体积参数V_50%高于IMRT；W-VMAT计划中的口腔，喉剂量参数略高于IMRT，考虑到3种计划通量优化条件一致，此结果是射野方式不同而导致的。PCTVln中间的颈部正常组织在H-VMAT中可以得到更好的保护，平均剂量降低了300 cGy左右。此外，3种技术对左﹑右颞叶，左﹑右下颌骨，以及两侧腮腺的剂量无明显差别，故表中未列出。

表 2(Table 2)

表 2 危及器官剂量学参数(Gy，x±s) Table 2 Dosimetry parameters for some OARs(Gy, x±s) 部位参数 H-VMAT W-VMAT IMRT F值 P值 脑干   Dmax 29.55±11.62 29.79±12.56 32.19±9.84 4.509 0.049   D1 cc 24.55±10.24 24.96±9.66 27.40±10.34 27.432 0.000 脊髓   Dmax 33.79±1.17 37.11±2.21 38.76±2.13 20.331 0.000   D1 cc 31.79±0.97 34.10±1.57 33.96±1.24 26.314 0.000 口腔   Dmean 28.93±3.43 31.06±3.61 30.20±3.47 4.279 0.040   V50 8.38±3.41 11.42±6.50 9.34±3.86 4.281 0.040 喉   Dmean 26.20±1.57 30.92±2.61 28.65±1.39 29.498 0.000   V50 6.48±3.77 10.86±4.57 5.90±3.79 8.140 0.006 颈部正常 组织Dmean 28.96±0.90 31.87±1.62 31.31±0.91 19.295 0.000 注：每种计划均为10例患者；H-VMAT.半铅门旋转调强技术；W-VMAT.全铅门旋转调强技术；IMRT.调强放疗技术

表 2 危及器官剂量学参数(Gy，x±s) Table 2 Dosimetry parameters for some OARs(Gy, x±s)

3.跳数(MU)：H-VMAT、W-VMAT、IMRT的计划平均跳数为1 067±80、675±44、1 544±202，差异具有统计学意义(F=93.868，P<0.05)。H-VMAT将铅门缩小一半，要照射同样体积的靶区，需要比W-VMAT技术方式输出更多的MU，半铅门技术在口咽癌旋转调强比全铅门旋转调强计划多出37.6%的MU，相比固定野调强计划，节省了44.7%的跳数(F=93.868，P<0.05)，此现象与文献[2, 5]一致。

作为肿瘤放射治疗普遍使用的VMAT和IMRT技术各有优缺点，VMAT是在加速器机架旋转同时通过调节剂量率和多叶光栅形成一系列子野实现动态调强放疗，近年来众多学者对VMAT做了大量研究，其优势是满足靶区处方剂量的前提下尽量降低正常器官受量，缩短了治疗时间，降低了跳数^[6-7]。而固定野IMRT技术在某些特殊部位的靶区如肺癌通过合理射野角度可以达到优于VMAT的剂量效果。根据肿瘤部位，体积，大小等不同情况合理选择相应的放射治疗技术至关重要。VMAT计划设计过程中涉及众多参数，其中铅门对计划质量影响明显，随着射野增大，射线能量增加，多叶光栅的透射漏射随之增加，危及器官受量相应得到提高，因此力求铅门和多叶光栅相互配合才会得到最为理想的结果^[8-9]。

本研究根据口咽癌靶区形状特点，在H-VMAT中将铅门x方向的一侧固定在淋巴结引流区中间位置，将整体靶区的一半包绕在铅门范围内，通过两个360°全弧照射完成靶区处方剂量输送。W-VMAT计划是按照Varian NovalisTX机器铅门设置极限(约20 cm)将铅门全部打开，靶区完全包括进去进行照射，此种方法要求MLC在靶区进行适形过程中也要保护正常器官，特别是淋巴结引流区中间的颈部组织，增加了MLC的难度。本研究数据表明相比固定野IMRT，同等条件下H-VMAT、W-VMAT可以改善靶区的HI、CI，降低了脑干、脊髓的D_max、D_{1 cc}，但是W-VMAT对于口腔、喉，以及颈部正常组织劣于IMRT，而H-VMAT可以明显降低这些器官的平均剂量，在剂量分布方面有着明显优势，不存在IMRT中产生的肩部高剂量。3种计划方式对于腮腺、下颌骨、颞叶的剂量影响没有明显差别。对铅门进行研究的结果在其他部位靶区的报道中出现过。陈宁等^[10]对宫颈癌容积旋转调强铅门进行了研究，将铅门固定在15 cm范围内得出的结果优于全铅门计划。Rossi等^[11]使用半铅门技术加旋转准直器角度对宫颈癌旋转调强计划进行研究，认为能明显优化剂量分布。庞廷田等^[12]通过改变x方向铅门大小对1例宫颈癌旋转调强计划进行研究，拟合出靶区横向尺寸与铅门尺寸之间的关系。Cadman等^[13]的研究表明使用上、下铅门和MLC同时保护危及器官可以将漏射线降低至0.1%。Zhang等^[14]使用半铅门与全铅门对鼻咽癌容积旋转调强进行研究，认为半铅门可以改善鼻咽癌计划质量，本研究结果与之一致。

半铅门技术是固定铅门的一种，用于不具备铅门自动跟随技术的加速器^[15]，对于鼻咽癌、口咽癌等类似形状的靶区，借助半铅门技术降低了MLC适形难度，提高了射线输出效率，在不影响靶区剂量的情况下更容易保护淋巴结中间的正常组织。因此在现有技术限制的条件下，如何挖掘治疗计划系统和加速器参数功能实现提高治疗效率，是临床任务之一。综上所述，本研究使用的半铅门H-VMAT方法有利于保护颈部正常组织和其他重要危及器官，在减少漏射线的同时降低MLC对靶区适形的复杂程度，更易提高计划质量。对口咽癌，鼻咽癌等类似靶区的肿瘤放疗提供了效的技术参考。